Realization of a novel metallic resource recovery technology by introducing the advanced molecule biotechnology method

引入先进分子生物技术方法实现新型金属资源回收技术

• 批准号: 19KK0133
• 负责人: 簡 梅芳
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0133/
• 关键词: レアメタル; ニッケル; 生物濃縮; 合成生物学; 微生物工学; 金属濃縮; 分子生物工学; 資源回収

新型コロナウィルスによる感染症の流行状況により、本研究が計画した技術取得・技術移転のための研究代表者の簡と学生の台湾渡航は今年度もまだ実施できなかったが、日本国内にて既存の遺伝子工学手法による金属吸着微生物の構築を継続したとともに、金属応答性のある生物機能の探索を行ってきた。レアメタルのニッケルを対象とし、ニッケルイオンに結合するタンパク質NikAとRcnRの遺伝子を大腸菌のゲノムから取得し、これらのタンパク質を細胞表面に発現する組換え酵母を作製した。NikAを発現する酵母は、ニッケルに特異的な吸着性を示し、1-1000ppmの濃度において吸着能を示したことがわかった。RcnRを発現した酵母は、NikA発現株と比べると同濃度でのニッケル吸着量が少ないものの、瞬間吸着量が大きいため、低濃度、短時間で吸着できる、両者それぞれの特徴を掴めた。その他、レアメタルのセレンを含有する環境試料から、セレン還元・回収できる微生物の集積培養および単離を開始し、セレン還元微生物の単離を成功している。一方、半金属のヒ素に対する生物蓄積に寄与する生物間作用を共同研究先の台湾中央研究院と解析し、ヒ素の超蓄積植物モエジマシダの根圏に存在する代謝物Pterosinがヒ素の吸収に寄与する微生物のProteobacteriaを誘致していることを示唆した。また、同じく台湾中央研究院との共同研究として、以前もらった組換え枯草桿菌と酵母株を用いて、モエジマシダのバイオマスをエタノールに効率的に変換できる微生物の組み合わせを見出した。これらの研究成果は、合成生物学による物質転換は、今後資源循環にも大いに期待できることを示唆した。

New コ ロ ナ ウ ィ ル ス に よ る adapting just-in-time inventory の prevalence に よ り, this study が plan し た technology, technology shift planning の た め の student representatives の Jane と の Taiwan tayouan は our も ま だ be applied で き な か っ た が, Japan domestic に て existing の heritage 伝 sub engineering technique に よ る metal sorption microbial の build を 継 続 し た と と も に, metal 応 answer Sexual <s:1> ある biological functions <e:1> exploration を rows って た た. レ ア メ タ ル の ニ ッ ケ ル を like と seaborne し, ニ ッ ケ ル イ オ ン に combining す る タ ン パ ク qualitative NikA と RcnR の posthumous son 伝 を coliform の ゲ ノ ム か ら obtain し, こ れ ら の タ ン パ ク qualitative を cell surface に 発 now す る group in え yeast を cropping し た. NikA を 発 now す る yeast は, ニ ッ ケ ル に specific な aspiration with sexual を し, concentration of 1-1000 PPM の に お い て sorption can を shown し た こ と が わ か っ た. RcnR を 発 now し た yeast は, NikA 発 strains と now than べ る と with concentration で の ニ ッ ケ ル smoked with fewer が な い も の の, instantly with the big quantity が き い た め, low concentration, short time で sorption で き る, struck そ れ ぞ れ の, 徴 を slap め た. そ の him, レ ア メ タ ル の セ レ ン を contains す る environment sample か ら, セ レ ン yuan, also back to 収 で き る microbial の set product training お よ び 単 を started to し, セ レ ン also yuan microbial の 単 from を successful し て い る. Side, half metal の ヒ element に す seaborne る bioaccumulate に send す る を biological interaction study first の academia sinica と parsing し, の ヒ element accumulation plant モ エ ジ マ シ ダ の root sha-lu に exist す る metabolites Pterosin が ヒ element の suction 収 に send す る microbial の Proteobacteria を induced し て い る こ と を in business Youdaoplaceholder0 た. ま た, with じ く academia sinica と の joint research と し て, before も ら っ た group in え bacillus subtilis と yeast strains を with い て, モ エ ジ マ シ ダ の バ イ オ マ ス を エ タ ノ ー ル に に the working rate variations in で き る microbial の group み close わ せ を shows し た. は こ れ ら の research results, synthetic biology に よ る material planning in は, future resources circulation に も big い に expect で き る こ と を in stopping し た.

项目成果

LC-MS/MS を用いたモエジマシダ根分泌物のメタボローム解析

使用 LC-MS/MS 对萌岛蕨根分泌物进行代谢组分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Chongyang Yang;Mei-Fang Chien;Ying-Ning Ho;Chihiro Inoue;松田祐介;韓凝，楊重陽，井上千弘，簡梅芳
• 通讯作者: 韓凝，楊重陽，井上千弘，簡梅芳

タンパク質の細胞表層提示を利用したニッケル吸着酵母の評価

利用细胞表面蛋白质展示评估镍吸附酵母

• 发表时间: 2022
• 作者: 三村拓巳，Stephanie Audrey，井上千弘，簡梅芳

Metal biotechnologies toward environmental conservation and sustainability

金属生物技术促进环境保护和可持续发展

• 发表时间: 2021
• 作者: Hermanus Nawaly;Yoshinori Tsuji;Kazufumi Iwayama;Hiroki Ohashi;Hiroaki Matsui;Kensuke Nakajima;Yusuke Matsuda;簡梅芳;Yusuke Matsuda;簡梅芳
• 通讯作者: 簡梅芳

A microbial cell surface display system for nickel and cobalt recovery.

用于镍和钴回收的微生物细胞表面显示系统。

• 发表时间: 2022
• 作者: Audrey Spephanie;Takumi Mimura;Mei-Fang Chien;Chihiro Inoue
• 通讯作者: Chihiro Inoue

Rhizospheric plant-microbe synergistic interactions achieve efficient arsenic phytoextraction by Pteris vittata

根际植物-微生物协同相互作用实现凤尾蕨植物高效提取砷

• DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.128870
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Hazardous Materials
• 影响因子: 13.6
• 作者: Yang Chongyang;Han Ning;Inoue Chihiro;Yang Yu-Liang;Nojiri Hideaki;Ho Ying-Ning;Chien Mei-Fang
• 通讯作者: Chien Mei-Fang